Question

電動自行車是一種重要的交通工具，都市中每天有數(shù)十萬輛電動自行車行駛在大街小巷，形成了一道獨特的風景．電動自行車提供能量的裝置為裝在電池盒內(nèi)的電池組，當它給電動機供電時，電動機將帶動車輪轉動．假設有一輛電動自行車，人和車的總質量為120kg．當該車在水平地面上以5m/s的速度勻速行駛時，它受到的阻力約等于人和車總重的0.02倍，此時電池組加在電動機兩端的電壓為36V，通過電動機的電流為5A．若連接導線的電阻不計，傳動裝置消耗的能量不計，g取10m/s²．求：
（1）電動機輸出的機械功率；
（2）電動機線圈的電阻．

Answer 1

分析：（1）電動機輸出的機械功率等于牽引力與速度的乘積．當自行車勻速時，牽引力等于阻力，再可求解．
（2）根據(jù)條件分別列出電動機輸入功率、內(nèi)部的熱功率，根據(jù)能量守恒定律得到這兩個功率與電動機輸出功率的關系，求出電動機的內(nèi)阻．

解答：解：（1）當電動自行車勻速行駛時，牽引力等于阻力，有：
    F=F_阻=0.02mg　            
電動機輸出的機械功率 P_出=Fv   
代入數(shù)據(jù)解得 P_出=120W        
（2）電動機的輸入功率 P=IU        
電動機內(nèi)部的熱功率 P_r=I²r       
由能量守恒定律有 IU=P_出+I²r   
所以  r=

IU-kmgv

I2

代入數(shù)據(jù)解得  r=2.4Ω      
答：（1）電動機輸出的機械功率是120W；
（2）電動機線圈的電阻是2.4Ω．

點評：本題是電動機的功率問題，是電學與力學知識的綜合應用，力與電聯(lián)系的橋梁是電動機輸出功率．